Upload
mario-jeraman
View
7
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
struktur dan konstruksi
Citation preview
1
MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG
PERKANTORAN THE BELLEZZA OFFICE
JAKARTA SELATAN MENGGUNAKAN FLAT SLAB
Nama Mahasiswa : Silvanus
NRP : 3105 100 114
Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS
Dosen Konsultasi : Endah Wahyuni, ST., MSc., Ph.D
Dr.techn. Pujo Aji, ST, MT
Abstrak
Dalam perencanaan gedung bertingkat terdapat
kecenderungan untuk melakukan penghematan.
Penghematan boleh dilakukan asalkan tidak mengurangi
unsur kekuatan gedung tersebut. Salah satu alternatif
pemecahannya adalah dengan menggunakan struktur flat
slab. Flat slab dicirikan dengan tidak adanya balok
sepanjang garis kolom dalam, namun balok tepi luar boleh
jadi ada atau tidak, disesuaikan dengan kebutuhan. Flat
slab mempunyai kekuatan geser yang cukup dengan adanya
salah satu atau kedua hal berikut, pertama adanya drop
panel yang merupakan penebalan plat di daerah kolom,
kedua dibuatnya kepala kolom yaitu pelebaran yang
mengecil dari ujung kolom atas (Chu Kia Wang dan Charles
G. Salmon 1990).
Dalam ilmu struktur terdapat satu sistem struktur
yang beban gravitasinya dipikul sepenuhnya oleh rangka
utama, sedangkan beban lateralnya dipikul oleh rangka
utama sekurang-kurangnya 25% dan sisanya oleh
shearwall. Sistem ini dikenal dengan nama sistem ganda,
dimana gedung THE BELLEZZA ini direncanakan berada
di zone gempa 3 dan direncanakan dengan sistem ganda.
Kata kunci : flat slab, sistem ganda, beton
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Dalam suatu perencanaan gedung, terdapat
kecenderungan untuk melakukan penghematan-
penghematan. Penghematan boleh dilakukan asalkan tidak
mengurangi unsur kekuatan gedung tersebut. Salah satu
alternatif pemecahannya adalah dengan membuat struktur
flat slab. Flat slab dicirikan dengan tidak adanya balok
sepanjang garis kolom dalam, namun balok tepi luar boleh
jadi ada atau tidak ada, disesuaikan dengan kebutuhan.
Dalam ilmu struktur terdapat suatu sistem struktur
yang merupakan gabungan dari Sistem Rangka Pemikul
Momen (SRPM) dan dinding struktur yang biasa disebut
dengan sistem ganda. Di dalam perencanaan gedung dengan
menggunakan sistem ganda, rangka kolom dan dinding
geser didesain harus mampu menahan gaya geser dasar
sesuai dengan proporsi kekakuan diantara keduanya.
Pendistribusiannya adalah kolom menahan gaya geser dasar
minimal sebesar 25 % sedangkan sisanya ditahan oleh
dinding geser.
Dalam tugas akhir ini penyusun akan membuat
perencanaan struktur dengan objek The Bellezza Office
Jakarta Selatan dengan menggunakan flat slab yang semula
direncanakan dengan menggunakan balok dan sistem ganda
(plat, balok, kolom, dan shear wall) dengan modifikasi pada
beberapa bagian disesuaikan dengan kebutuhan
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan utama dari penyusunan Tugas Akhir ini
adalah bagaimana merencanakan struktur gedung yang
menggunakan flat slab dengan sistem ganda. Tujuan secara
rinci dari permasalahan Tugas Akhir ini yaitu:
1. Bagaimana merencanakan dmensi dimensi dari struktur utama yang menggunakan flat slab?
2. Bagaimana memodelkan struktur bangunan yang menggunakan flat slab pada program ETABS?
3. Bagaimana merencanakan shear wall dengan aturan dual system?
4. Bagaimana merencanakan penulangan dari strukturstruktur utama yang didapat dari hasil analisa
ETABS?
1.3 Maksud dan Tujuan Tujuan secara umum dari penyusunan Tugas Akhir
ini adalah agar dapat merencanakan struktur gedung yang
menggunakan flat slab dengan sistem ganda. Tujuan secara
rinci yang diharapkan dari perencanaan struktur gedung ini
adalah sebagai berikut :
1. Dapat mengetahui dimensidimensi dari struktur utama.
2. Dapat membuat pemodelan struktur bangunan yang menggunakan flat slab pada program
ETABS untuk kemudian dianalisa sesuai
dengan SNI 03-1726-2002 dan kemudian
dipakai dalam perhitungan struktur utama.
3. Dapat merencanakan shear wall yang perencanaannya sesuai dengan aturan dual
system.
4. Dapat menghitung tulangan yang dibutuhkan oleh struktur utama.
1.4 Batasan Masalah Dalam penyusunan tugas akhir ini permasalahan
akan dibatasi sampai dengan batasanbatasan sebagai berikut :
1. Pada perencanaan ini tidak meninjau analisa
biaya dan manajemen konstruksi didalam
menyelesaikan pekerjaan proyek.
2. Tidak meninjau segi arsitekturalnya.
3. Tidak merencanakan pondasi.
4. Mutu beton dan tulangan struktur digunakan
fc=30 Mpa dan fy = 400 Mpa, sehingga nilai = 0,85.
5. Peraturan yang dipakai SNI 03 2847 2002 ,
SNI 03 1726 2002 dan Revisi SNI 03-1727-1989.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum Di dalam konstruksi beton bertulang pelat dipakai
untuk mendapatkan permukaan datar. Jika nilai
perbandingan antara panjang dan lebar pelat lebih dari 2,
digunakan penulangan 1 arah (one way slab). Dan apabila
nilai perbandingan antara panjang dan lebar pelat tidak lebih
dari 2, digunakan penulangan 2 arah (two way slab) (Winter,
1993). Untuk flat plate dan flat slab dicirikan oleh tidak
adanya balok-balok sepanjang garis kolom dalam, namun
balok-balok tepi pada tepi-tepi luar lantai boleh jadi ada atau
tidak ada. Pada flat plate umumnya dipakai apabila panjang
bentang tidak terlalu besar dan beban yang bekerja bukan
merupakan beban yang berat.
2
Flat slab berbeda dari flat plate dalam hal bahwa
lantai flat slab mempunyai kekuatan yang cukup dengan
adanya salah satu atau kedua hal berikut :
a. Drop Panel yaitu pertambahan tebal plat didalam daerah kolom.
b. Kepala kolom (Column Capital) yaitu pelebaran mengecil dari ujung kolom atas.
Gambar 2.1 Konstruksi flat slab (Ferguson, 1991)
2.2 Analisa Struktur Flat Slab Analisa suatu konstuksi flat slab dapat dilakukan
dengan dua cara, yaitu dengan metode desain langsung
(direct design methode) dan metode potal ekuivalen.
Perbedaan analisa antara dua metode yaitu pada
metode perencanaan langsung, yang diperoleh adalah
pendekatan momen dan geser dengan menggunakan
koefisien-koefisien yang disederhanakan. Sedangkan
metode rangka ekuivalen menganggap portal (rangka)
idealisasi ini serupa dengan portal aktual sehingga hasilnya
akan lebih eksak dan mempunyai batasan penggunaan yang
lebih sedikit dibandingkan dengan metode perencanaan
langsung (Nawy, 1998).
2.3 Konsep Desain Tujuan Perencanaan Struktur tahan gempa adalah
mengurangi kerusakan struktur bangunan, sehingga sebisa
mungkin masih dapat diperbaiki, membatasi
ketidaknyamanan penghuni saat terjadi gempa (sedang),
melindungi layanan bangunan yang vital dan menghindari
korban jiwa (kuat).
Falsafah Perencanaan Bangunan Tahan Gempa
1. Bangunan dapat menahan gempa ringan tanpa mengalami kerusakan
2. Bangunan dapat menahan gempa sedang tanpa kerusakan yang berarti pada struktur utama,
walaupun ada kerusakan pada struktur sekunder.
3. Bangunan dapat menahan gempa tinggi tanpa mengalami keruntuhan total bangunan, walaupun
bagian struktur utama sudah mengalami kerusakan
atau mencapai pelelehan.
2.4 Sistem Ganda Pengertian dari Sistem Ganda di dalam SNI 03
1726 2002 mempunyai 3 ciri dasar yaitu: 1. Rangka ruang lengkap berupa SRPM (Sistem
Rangka Pemikul Momen) yang penting berfungsi
memikul beban gravitasi.
2. Sistem struktur yang beban gravitasinya dan gaya lateralnya diterima space frame dan dinding geser,
yang mana space frame memikul beban lateral
minimal sebesar 25 % dan sisanya dipikul oleh
dinding geser.
3. Dinding geser dan SRPM direncanakan untuk menahan gaya gempa secara proposional
berdasarkan kekuatan relatifnya.
Untuk daerah dengan resiko gempa tinggi,yaitu
Wilayah Gempa 5 dan 6, rangka ruang itu harus didisain
sebagai SRPMK dan DS harus sesuai ketentuan SNI 2847
Pasal 23.6.6 yaitu sebagai DSBK termasuk ketentuan
ketentuan Pasal pasal sebelumnya yang masih berlaku. Di
Wilayah Gempa 3 dan 4, SRPM harus SRPMM dan DS tak
perlu detailing khusus. Untuk WG 1 dan 2, SRPM boleh
pakai Rangka Pemikul Momen Biasa juga DS pakai DS
Beton Biasa (Purwono, 2005).
Gedung yang direncanakan berada di zone 3 yang
merupakan daerah dengan resiko gempa menengah,
sehingga rangka ruang didisain sebagai SRPMM dan DS tak
perlu detailing khusus.
2.4.1 Sistem Penahan Gaya Lateral Besarnya beban lateral kadang-kadang lebih besar
dari beban gravitasi. Dan untuk menghindari terjadinya
keruntuhan akibat beban lateral, maka direncanakan sistem
penahan gaya lateral. Dalam SNI-2002 terdapat beberapa
macam komponen sistem penahan gaya lateral, diantaranya
adalah shearwall (dinding geser), braced frame, dan bearing
wall.
2.4.2 Macam, Bentuk dan Tipe Shear wall Dinding geser merupakan sistem penahan gaya lateral
yang menahan gaya lateral akibat gempa dari gedung dan
gaya geser dasar horisontal yang diakibatkan oleh gaya
lateral tersebut. Dalam struktur dinding penahan lateral
(shear wall) mempunyai bentuk-bentuk dan variasi yang
berbeda-beda, dimana dimensi dari dinding geser
dipengaruhi besarnya gaya lateral yang diterima oleh
dinding geser. Pada gedung bertingkat tinggi sering juga
digunakan dinding geser dengan flange wall, seperti pada
tipe T dan L dimana efektif untuk struktur bertingkat tinggi
dan membutuhkan duktilitas terbatas ketika flange untuk
kondisi tekan.
Tipe dinding geser dapat dibedakan menurut variasi
dinding geser terhadap ketinggiannya. Untuk gedung dengan
ukuran sedang, bentuk dari dinding geser seperti diatas tidak
mengalami perubahan terhadap ketinggian struktur. Dan
untuk gedung bertingkat tinggi tipe-tipe dinding geser yang
biasa digunakan dapat dibedakan sebagai berikut, yaitu :
cantilever wall, cantilever wall dengan ruang terbuka dan
coupled wall.
BAB III
METODOLOGI
3.1 Umum Bab ini menjelaskan urutan pelaksanaan penyelesaian
yang akan digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir.
3.2 Langkah-langkah Penyelesaian Berikut akan dijelaskan langkah-langkah yang
diambil untuk menyelesaikan tugas akhir ini, yang
ditunjukkan dalam diagram alir pada gambar 3.1.
3.2.1 Pengumpulan Data Data-data perencanaan secara keseluruhan mencakup
data umum bangunan, data bahan dan data tanah.
KOLOM
FLAT SLAB
DROP PANEL
FLAT SLAB
DROP PANEL
KOLOM
3
Studi Literatur
Perubahan
Dimensi
Pengumpulan Data
Gambar - AutoCAD
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Struktur Utama
Preliminary Design
Flat Slab, Kolom, Balok Tepi, Shearwall
Analisa Pembebanan
Berdasarkan PPIUG 1983
SNI 03 1726 2002
- Data Umum Bangunan Nama gedung : The Belezza Office
Lokasi : Jakarta Selatan
Fungsi : Gedung perkantoran
Zone gempa : 3 ( menengah )
Jumlah lantai : 12 lantai
Tinggi Bangunan : 45 m
Ketinggian tiap lantai : 3,75 m
Struktur utama : Beton Bertulang
Data Bahan :
Kekuatan tekan beton (f c) = 30 MPa Tegangan leleh baja (fy) = 400 Mpa
Gambar 3.1 Diagram alir penyelesaian tugas akhir
BAB IV
PERENCANAAN DIMENSI STRUKTUR
4.1 Umum
Bab ini berisi perhitungan-perhitungan untuk
menentukan perkiraan awal dari struktur bangunan.
Dimensi yang ditentukan pada bab ini antara lain adalah
ukuran pelat beserta dimensi dari drop panel yang akan
direncanakan, ukuran kolom, dimensi balok tepi, dan ukuran
shear wall.
4.2 Perencanaan Dimensi Pelat
Hal-hal yang direncanakan antara lain tebal dari
pelat yang pada perencanaan ini menggunakan flat slab,
dimensi dari drop panel, dan dihitung juga tebal ekivalen
dari pelat.
Gambar 4.2 Dimensi pelat,drop panel dan
kolom (m)
4.3 Perencanaan Ukuran Kolom Dalam menentukan dimensi kolom pada tahap
preliminary design ini menggunakan cara tributary area.
Kolom yang ditinjau adalah kolom pada lantai dasar yang
menerima beban terbesar.
Didapatkan ukuran kolom : 85 85 cm2
Gambar 4.4Ukuran kolom (cm)
4.4 Perencanaan Ukuran Balok Tepi Desain dengan menggunakan peraturan SNI 03-
2847-2002 Bab 11.5.2 dalam Tabel 8 disebutkan bahwa
tebal minimum balok non prategang atau pelat satu arah bila
lendutan tidak dihitung pada kedua ujung menerus yaitu
h = 21
1 Didapatkan dimensi balok tepi 30/50.
Gambar 4.5 Ukuran balok tepi (m)
4.5 Perencanaan Ukuran Dinding Geser
Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 16.5.3.(1) :
ketebalan dinding pendukung tidak boleh kurang daripada
25
1 tinggi atau panjang bagian dinding yang ditopang
secara lateral, diambil yang terkecil, dan tidak kurang
daripada 100 mm.
Jadi, didapatkan tebal shearwall sebesar 30 cm dan telah
memenuhi syarat.
OK
START
Kontrol
Desain
END
NOT OK
4
Gambar 4.6 Dimensi dinding geser (m)
BAB V
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
5.1 Umum Pada bab ini akan dijelaskan mengenai
perancangan pada komponen komponen struktur yang termasuk dalam struktur sekunder, diantaranya adalah
struktur tangga dan struktur balok lift.
5.2 Perencanaan Tangga Dalam perencanaan ini tangga diasumsikan sebagai
frame 2 dimensi, yang kemudian dianalisa untuk
menentukan gayagaya dalamnya dengan perencanaan struktur statis tertentu. Dalam perhitungan ini perletakan
diasumsikan sebagai sendi-rol.
Gambar 5.1 Denah tangga (m)
Data data perencanaan : a. Lebar tangga : 120 cm b. Tebal pelat miring : 15 cm c. Tebal pelat bordes : 15 cm d. Tebal selimut beton : 20 mm l. Tinggi injakan ( t ) : 19 cm
m. Lebar injakan ( i ) : 26 cm
5.2.1 Analisa Gaya-Gaya Dalam
Gambar 5.3 Analisa Gaya Dalam Tangga (m)
Didapatkan, VA = 4423 Kg
VB = 4124,336 Kg
Didapatkan gaya-gaya dalam pada pelat tangga dan bordes:
Gambar 5.6 Bidang momen dan lintang pada tangga
5.2.2 Perhitungan Penulangan Pelat Tangga dan Bordes
b =
yy
c
ff
f
600
600'85,0 1 = 0,033
max = 0,75 b = 0,75 0,033 = 0,025
min b = fy
4.1 = 400
4.1 = 0,0035
min = 0,0018
m =
c
y
f
f
85.0 =
3085.0
400 = 15,68
d = 150 20 (0,5 16) = 122 mm Perhitungan tulangan pelat tangga:
Tulangan lentur = D16-105
Tulangan pembagi = 8-120 Perhitungan tulangan pelat bordes :
Tulangan lentur = D14-190
Tulangan pembagi = 8-190
5.2.5 Penulangan Balok Tangga Dipakai dimensi balok tangga 20/30.
1. Penulangan lentur balok tangga
Tumpuan Digunakan tulangan lentur 2D16 (Aspakai = 401,92 mm
2)
Lapangan Digunakan tulangan lentur 2D16 (As pakai = 401,92 mm
2)
5.3 Perencanaan lift
Pada perancangan lift ini meliputi balok pemisah
sangkar dan balok penumpu depan. Lift yang digunakan
pada perancangan pada Tugas Akhir ini adalah lift yang
diproduksi oleh Sigma dengan data data sebagai berikut :
Tipe lift : Passenger
Merk : Sigma
Kapasitas :17orang (1150 kg)
q1 =1482 Kg/m
C B
A
q2 =1051,2 Kg/m
3.75
5.2 0.8
+
+
A
C B
6600,16 Kgm
2963,1 Kgm
-- BC
A
+
3571,Kg
-2651 Kg-3283,376 Kg
-4124,336 Kg
5
Kecepatan : 60 m/menit
Lebar pintu (opening width) : 1000 mm
Dimensi sangkar (car size) Outside : 2240 1785 mm
2
Inside : 2150 1600 mm2
Dimensi ruang luncur (hoistway) Duplex : 5700 2350 mm
2
Dimensi ruang mesin (duplex) : 5700 2350 mm2
Beban reaksi ruang mesin R1 = 13900 kg R2 = 9350 kg
5.3.3 Penulangan Balok Pemisah Sangkar (25/30)
1. Penulangan lentur
a. Tumpuan Tulangan terpasang 3 D14 dengan As = 4,62 cm
2
Tulangan tekan 2 D14 dengan As
= 3,08 cm2
b. Lapangan Tulangan terpasang 3 D14 dengan As = 4,62 cm
2
Tulangan tekan 2 D14 dengan As
= 3,08 cm2
2. Penulangan geser
Dipasang tulangan 10 120
5.3.4 Penulangan Balok Penumpu Depan (40/60)
1. Penulangan lentur a. Tumpuan
Tulangan terpasang 3 D22 dengan As = 11,4 cm2
Tulangan tekan 2 D22 dengan As
= 7,6 cm2
b. Lapangan Tulangan terpasang 3 D22 dengan As = 11,4 cm
2
Tulangan tekan 2 D22 dengan As
= 7,6 cm2
2. Penulangan geser Jarak antar sengkang maksimum tidak boleh lebih dari
d/2 = 593/2 = 296,5 mm maka dipasang 10-290
5.3.5 Penulangan Balok Penumpu Belakang (40/60)
1. Penulangan lentur a. Tumpuan
Tulangan terpasang 4 D22 dengan As = 15,2 cm2
Tulangan tekan 3 D22 dengan As
= 11,4 cm2
b. Lapangan Tulangan terpasang 3 D22 dengan As = 11,4 cm
2
Tulangan tekan 2 D22 dengan As
= 7,6 cm2
2. Penulangan geser Jarak antar sengkang maksimum tidak boleh lebih dari
d/2 = 593/2 = 296,5 mm maka dipasang 10-290
BAB VI
PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER
6.1 Umum Bab ini akan membahas mengenai analisa dan
perhitungan dari struktur primer. Hal yang akan dibahas
pertama kali adalah merencanakan beban gempa yang
bertujuan untuk mendapatkan beban gempa yang sesuai
dengan peraturan untuk dibebankan kedalam struktur
gedung. Setelah didapat gaya gaya dalam yang merupakan output dari hasil analisa program ETABS v9.2.0, maka
dilakukan perhitungan untuk menentukan jumlah tulangan.
Jadi, struktur primer yang ditinjau pada bab ini meliputi:
1. Pelat (flat slab). 2. Balok tepi. 3. Kolom. 4. Dinding geser.
6.11 Perencanaan Pelat
6.11.1 Perencanaan Lentur Pelat
- SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.6.
Pengaturan tersebut menyangkut banyaknya tulangan yang
harus dipasang menerus sepanjang jalur kolom.
Perhitungan penulangan diambil contoh pada pelat
lantai 7 dengan ukuran 7 7 m2
(P1). Dengan data- data
sebagai berikut :
Mutu beton ( fc ) = 30 Mpa
Mutu baja tulangan ( fy ) = 400 Mpa
h pelat = 20 cm
h drop panel = 15 cm
Ukuran plat = 700 700 cm2
Ukuran drop panel = 240 240 cm2
b =
yy
c
ff
f
600
600'85,0 1 = 0,033
max = 0,75 b = 0,75 0,033 = 0,025
400
4,1min
= 0,0035
m =
c
y
f
f
'85.0 =
3085.0
400 = 15,6
6.11.1.1 Penulangan Jalur Kolom
Arah x Tumpuan
As = b d = 0,0163 1000 319 = 5192,89 mm2
Digunakan tulangan D 22 70 (As = 5427,71 mm2)
Tulangan atas minimum yang harus dipasang menerus
sepanjang bentang arah x
= As = 5427,71 = 1356,92 mm2
Tulangan bawah minimum yang harus dipasang menerus
sepanjang bentang arah x
= 1/3 As = 1/3 5427,71 = 1809,23 mm2
As = b d = 0,0083 1000 319
= 2645,67 mm2 > 1809,23 mm
2 (OK)
Digunakan tulangan D 22 140 (As = 2713,86 mm2)
Lapangan
As = b d = 0,031 1000 169 = 5239 mm2
Digunakan tulangan D 22 70 (As = 5427,7 mm2)
As = b d = 0,016 1000 169 = 2704 mm2
Digunakan tulangan D 22 135 (As = 2814,37 mm2)
Arah y
Tumpuan
As = b d = 0,00155 1000 319 = 4944,5 mm2
Digunakan tulangan D 22 75 (As = 5065,87 mm2)
Tulangan atas minimum yang harus dipasang menerus
sepanjang bentang arah y
= As = 5065,87 = 1266,47 mm2
Tulangan bawah minimum yang harus dipasang menerus
sepanjang bentang arah y
= 1/3 As = 1/3 5065,87 = 1688,62 mm2
As = b d = 0,0079 1000 319
= 2520,1 mm2 > 1688,62 mm
2 (OK)
Digunakan tulangan D 22 150 (As = 2532,93 mm2)
Lapangan
As = b d = 0,021 1000 169 = 3549 mm2
Digunakan tulangan D 22 105 (As = 3618,5 mm2)
As = b d = 0,011 1000 169 = 1859 mm2
6
Digunakan tulangan D 22 200 (As = 1899,7 mm2)
6.11.1.2 Penulangan jalur tengah
Arah x
Tumpuan
As = b d = 0,027 1000 169 = 4563 mm2
Digunakan tulangan D 22 80 (As = 4749,25 mm2)
As = b d = 0,014 1000 169 = 2366 mm2
Digunakan tulangan D 22 160 (As = 2374,6 mm2)
Lapangan
As = b d = 0,025 1000 169 = 4225 mm2
Digunakan tulangan D 22 85 (As = 4469,88 mm2)
As = b d = 0,013 1000 169 = 2197 mm2
Digunakan tulangan D 22 170 (As = 2234,9 mm2)
Arah y
Tumpuan
As = b d = 0,027 1000 169 = 4563 mm2
Digunakan tulangan D 22 80 (As = 4749,25 mm2)
As = b d = 0,014 1000 169 = 2366 mm2
Digunakan tulangan D 22 160 (As = 2374,625 mm2)
Lapangan
As = b d = 0,025 1000 169 = 4225 mm2
Digunakan tulangan D 22 85 (As = 4469,88 mm2)
As = b d = 0,013 1000 169 = 2197 mm2
Digunakan tulangan D 22 170 (As = 2234,94 mm2)
6.11.2 Penulangan Geser Plat
6.11.2.1 Penulangan Geser Plat Kolom Interior
-SNI 03-2847-2002 Ps. 13.12.6
Dari perhitungan program bantu Etabs v9.2, didapat :
Vu = 19038 kg
Mu = 48765 kgm
dari perhitungan didapatkan Vu < Vc maka tidak perlu
penulangan geser
6.11.2.2 Penulangan Geser Pelat Kolom Eksterior
Dari perhitungan program bantu Etabs v9.2, didapat :
Vu = 16301 kg
Mu = 25625 kgm
Dari perhitungan didapatkan Vu < Vc maka tidak perlu
penulangan geser
6.12 Perancangan Balok Tepi
Untuk perancangan balok tepi, diambil balok tepi
B1. Perhitungan struktur mempertimbangkan beberapa
kombinasi beban yang terjadi.
6.12.1 Data Perancanganf c = 30 MPa
fy = 400 Mpa
h = 500 mm
b = 300 mm
Dtul. longitudinal = 25 mm
Dsengkang = 10 mm
d = 40 + 10 + 25 = 62,5 mm dx = h d = 500 62,5= 437,5 mm
0035,0400
4,14,1min
yf
yy
c
balff
f
600
6001.'.85,0 = 0,0325
balance75,0
max = 0,75 0,0325 = 0,025
69,153085,0
400
'.85,0 xf
fm
c
y
6.12.2 Penulangan Daerah Tumpuan Kiri Balok Tepi
Akibat Momen Positif
Mu = + 17589 kgm = +175890000 Nmm
As = b d = 0,0105 300 437,5 = 1378,125 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 3 D25
As ada = 1471,875mm2 > Asperlu = 1378,125 m
2...........(Ok)
As = b d = 0,0055 300 437,5 = 721,875 mm
2
Digunakan Tulangan Lentur 2 D25
Asada = 981,25 mm2 > Asperlu = 721,875 mm
2..............( Ok)
Akibat Momen Negatif
Mu = -27262 kg.m = -272620000 Nmm
As = b d = 0,0166 300 437,5 = 2178,75 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 5 D25
As ada = 2453,125 mm2 > As perlu = 2178,75 mm
2.......(Ok)
As = b d = 0,0079 300 437,5 = 1036,875 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 3 D25
As ada = 1471,875 mm2 > As perlu = 1036,875 mm
2.......( Ok)
Maka tulangan yang dipakai adalah yang terbesar
Tulangan atas = 5 D25 (As = 2455 mm2 )
Tulangan bawah = 3 D25 (As = 1473 mm2 )
6.12.3 Penulangan Daerah Lapangan Balok Tepi
Mu = 7835 kgm = 78350000 Nmm
As = b d = 0,0047 300 437,5 = 616,875 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 2 D 25
As ada = 981,25 mm2 > As perlu = 616,875 mm
2..............(Ok)
As = min b d = 0,0035 300 437,5 = 459,375 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 2 D 25
Asada = 982 mm2 > Asperlu = 459,375 mm
2.................(Ok)
6.12.4 Penulangan Daerah Tumpuan Kanan Balok Tepi
Akibat Momen Negatif
Mu = -24883 kgm = -248830000 Nmm
As = b d = 0,0152 300 437,5 = 1995 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 5 D25
As ada = 2453,125 mm2 > As perlu = 1995 mm
2............(Ok)
As = b d = 0,008 300 437,5 = 1050 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 3 D25
Asada = 1471,875 mm2 > Asperlu = 1050 mm
2..............( Ok)
Akibat Momen Positif
Mu = +17292 kgm = +172920000 Nmm
As = b d = 0,0105 300 437,5 = 1378,125 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 3 D25
As ada = 1471,875 mm2 > As perlu = 1378,125 mm
2.........(Ok)
As = b d = 0,0055 300 437,5 = 721,875 mm2
Digunakan Tulangan Lentur 2 D25
Asada = 982 mm2 > Asperlu = 721,875 mm
2..............( Ok)
Maka tulangan yang dipakai adalah yang terbesar
Tulangan atas = 5 D25 (As = 2455 mm2 )
Tulangan bawah = 3 D25 (As = 1473 mm2 )
6.12.6 Penulangan Geser Balok
- SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.4(2) :
6.12.6.1 Penulangan Geser Tumpuan Balok
Dipasang 12 - 120 mm sepanjang 2h = 2.500 = 1000 mm
dari muka kolom, dimana tulangan geser pertama dipasang
50 mm dari muka kolom.
6.12.6.2 Penulangan Geser Lapangan Balok Tepi
Pemasangan tulangan geser di luar sendi plastis (>2h)
Dipasang 12 - 150 mm
-26258 -64063.17
13372 28077.54 7835
7
6.13 Penulangan Kolom
6.13.1 Kolom Interior
Untuk contoh penulangan, akan digunakan kolom
interior yang terletak pada lantai dasar (K2) dengan data :
Dimensi kolom = 850 850 mm2
Mutu beton, fc = 30 MPa Mutu baja, fy = 400 MPa
Diameter tul utama = D25 mm
Diameter tul sengkang = 12 mm
6.13.1.1 Perhitungan Tulangan Lentur Kolom Interior
Perhitungan penulangan memanjang kolom
menggunakan program bantu PCACOL v3.64. Berdasarkan
kombinasi beban, ternyata untuk semua lantai kolom interior
memerlukan tulangan memanjang yang sama sebanyak 1,09
% atau 16D25. Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 03-
2847-2002 Pasal 23.4.3.1 yaitu antara 1 % - 6 % telah
terpenuhi.
6.13.1.2 Kontrol Kapasitas Beban Aksial Kolom Interior
Terhadap Beban Aksial Terfaktor
- SNI 03-2847-2002 Pasal 12.3.5.2 : kapasitas beban aksial
kolom tidak boleh kurang dari beban aksial terfaktor hasil
analisa struktur.
st A
yf)
stA
g (A'
c f , ,)(n.P 85080max
= 11109059 N = 11109,059 kN > 7654.92 kN OK
6.13.1.3 Persyaratan Strong Column Weak Beams Sesuai dengan filosofi desain kapasitas , maka SNI
-2847-2002 pasal 23.4.2 mensyaratkan bahwa
ge MM 5/6 . Dimana Me adalah momen
kapasitas kolom dan Mg merupakan momen kapasitas balok. Karena pada tugas akhir ini tidak menggunakan balok
interior, jadi momen kapasitas untuk balok menggunakan
momen kapasitas dari jalur kolom pelat. Perlu dipahami
bahwa Me harus dicari dari gaya aksial terfaktor yang
menghasilkan kuat lentur terendah, sesuai dengan arah
gempa yang ditinjau yang dipakai untuk memeriksa syarat
strong column weak beam. Setelah kita dapatkan jumlah
tulangan untuk kolom, maka selanjutnya adalah mengontrol
apakah kapasitas kolom tersebut sudah memenuhi
persyaratan strong kolom weak beam.
Nilai momen nominal jalur kolom pelat yang
menggunakan tulangan atas D 2270 (As = 5427,71 mm2)
dan tulangan bawah D 22140 (As = 2713,86 mm2) adalah
sebesar:
Momen Nominal Kiri
a = 24003085,0
400 5427,71
'85,0 bf
fA
c
ys = 35,48 mm
Mnr = As fy2
ad = 654,07 kNm
Momen Nominal Kanan
a = 24003085,0
400 5427,71
'85,0 bf
fA
c
ys = 35,48 mm
Mnr = As fy2
ad = 654,07 kNm
Jadi, 5
6 Mg = [ 56 (654,07+ 654,07)] = 1569,768 kNm
Me = [(1800 + 1775)] / 0,65 = 5500 kNm
Karena ge MM 56 , maka persyaratan Strong
Column Weak Beam terpenuhi.
6.13.1.4 Kebutuhan Tulangan Geser
- SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.1
Digunakan sengkang 2 12-100.
Sengkang pertama harus dipasang tidak lebih dari 0,5 so dari
muka hubungan balok kolom.
Pengekangan pada luar sendi plastis
- SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.4, spasi sengkang ikat
diseluruh penampang kolom tidak boleh lebih dari: 2So =
2(100) = 200mm
Sehingga dipakai sengkang 212-200.
6.13.1.5 Panjang Lewatan pada Sambungan Tulangan
Kolom Interior
- SNI 03-2847-2002 Ps.14.2.3
- SNI 03-2847-2002 pasal 14.15.1
Sambungan lewatan tulangan ulir dan kawat ulir dalam
kondisi tarik harus menggunakan sambungan kelas B, yaitu
sepanjang 1,3 ld dan tidak kurang dari 300 mm. Sehingga :
Panjang lewatan = d3,1
= 5,6573,1 =854,75mm 855 mm > 300 mm
6.13.2 Kolom Eksterior
Untuk contoh penulangan, akan digunakan kolom Eksterior
yang terletak pada lantai dasar (K1) dengan data :
Dimensi kolom = 850 850 mm2
Mutu beton, fc = 30 MPa Mutu baja, fy = 400 MPa
Diameter tul utama = D25 mm
Diameter tul sengkang = 14 mm
6.13.2.1 Perhitungan Tulangan Lentur Kolom Eksterior
Perhitungan penulangan memanjang kolom
menggunakan program bantu PCACOL v3.6. Berdasarkan
kombinasi beban, ternyata untuk semua lantai kolom
eksterior memerlukan tulangan memanjang yang sama
sebanyak 1,09 % atau 16D25. Prosentase kolom ini sesuai
syarat SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4.3.1 yaitu antara 1 % - 6
% telah terpenuhi.
6.13.2.2 Kontrol Kapasitas Beban Aksial Kolom
Eksterior Terhadap Beban Aksial Terfaktor
- SNI 03-2847-2002 Pasal 12.3.5.2 : kapasitas beban aksial
kolom tidak boleh kurang dari beban aksial terfaktor hasil
analisa struktur.
st A
yf)
stA
g (A'
c f , ,)(n.P 85080max
785040078502
8503085065080 ) ( , , ,
= 11109059 N = 11109,059 kN > 4514.14 kN OK
6.13.2.3 Persyaratan Strong Column Weak Beams Sesuai dengan filosofi desain kapasitas , maka SNI
-2847-2002 pasal 23.4.2 mensyaratkan bahwa
8
ge MM 5/6 . Dimana Me adalah momen
kapasitas kolom dan Mg merupakan momen kapasitas balok. Perlu dipahami bahwa Me harus dicari dari gaya
aksial terfaktor yang menghasilkan kuat lentur terendah,
sesuai dengan arah gempa yang ditinjau yang dipakai untuk
memeriksa syarat strong column weak beam. Setelah kita
dapatkan jumlah tulangan untuk kolom, maka selanjutnya
adalah mengontrol apakah kapasitas kolom tersebut sudah
memenuhi persyaratan strong kolom weak beam.
Nilai momen nominal balok tepi yang menggunakan
tulangan atas 5D25 (As = 2455 mm2
) dan tulangan bawah 3
D25 (As = 1473 mm2 ) adalah sebesar:
Momen Nominal Kiri
a = 3003085,0
400 2455
'85,0 bf
fA
c
ys = 128,37 mm
Mnr = As fy2
ad = 366,6 kNm
Momen Nominal Kanan
a = 3003085,0
400 2455
'85,0 bf
fA
c
ys = 128,37 mm
Mnl = As fy2
ad = 366,6 kNm
Jadi, 5
6 Mg = [ 56 (366,6+ 366,6)] = 879,84 kNm
Me = [(1600 + 1575)] / 0,65 = 4884,615 kNm
Karena ge MM 56 , maka persyaratan Strong
Column Weak Beam terpenuhi.
6.13.2.4 Kontrol Persyaratan Kolom Eksterior Terhadap
Gaya Geser Rencana Ve
- SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.1
Digunakan sengkang 2 12-150.
Sengkang pertama harus dipasang tidak lebih dari 0,5 so dari
muka hubungan balok kolom.
Pengekangan pada luar sendi plastis
- SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.4, spasi sengkang ikat
diseluruh penampang kolom tidak boleh lebih dari: 2So =
2(130) = 260mm
Sehingga dipakai sengkang 212-200.
6.13.2.5 Panjang Lewatan pada Sambungan Tulangan
Kolom Eksterior
- SNI 03-2847-2002 Ps.14.2.3
- SNI 03-2847-2002 pasal 14.15.1, sambungan lewatan
tulangan ulir dan kawat ulir dalam kondisi tarik harus
menggunakan sambungan kelas B, yaitu sepanjang 1,3 ld
dan tidak kurang dari 300 mm. Sehingga :
Panjang lewatan= d3,1 =854,75mm 855 mm > 300mm 6.13.2.6 Perencanaan Hubungan Balok Kolom
- SNI 03-2847-2002 ps.23.10.5.3
Digunakan sengkang 2 12-100 mm untuk dipasang pada
HBK.
6.14 Perancangan Dinding Geser tipe Siku
6.14.1 Data Perancangan
Mutu beton (f c) = 30 MPa
Mutu baja (fy) = 400 MPa
Tebal Shearwall = 30 cm
Tinggi Shearwall = 45 m
Tebal selimut beton Panel = 40 mm
6.14.2 Kontrol Kapasitas Beban Aksial Dinding Geser
Tipe Siku terhadap Beban Aksial
- SNI 03-2847-2002 pasal 16.5.2 2
32155,0
h
kAfP cgcnw
,
= 24075 kN > Pu max = 6661,14 kN OK!
6.14.3 Geser Rencana
- SNI 03-2847-2002 Pasal 16.3, rasio tulangan vertikal ( v)
tidak boleh kurang dari 0,0012 dan 0,002 untuk rasio
tulangan horizontal ( h). Tulangan horizontal menggunakan
2 12 dengan spasi 300 mm, dan vertikal 2D12 dengan
spasi 250 mm.
a. Kontrol rasio tulangan vertikal :
250300
226= 0,003 > 0,0012 OK!
b. Kontrol rasio tulangan horizontal :
300300
226= 0,0025 > 0,0025 OK!
6.14.4 Kontrol dan Desain Panjang Daerah Komponen
Batas (Boundary Zone) Dinding Geser
Menurut 03-2847-2002 Pasal 23.6.6.2(a) daerah tekan harus diberi komponen batas bila :
w
u
w
h
c
600
; dimana w
u
htidak boleh diambil
kurang dari 0,007.
Dari perumusan pasal 23.6.6.2a diatas menunjukkan bahwa
shearwall tersebut tidak membutuhkan komponen batas , hal
ini disebabkan baban aksial yang bekerja pada shearwall
relatif kecil.
BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan
Berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah
dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat ditarik
beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Didapatkan dimensi elemen struktur :
Tebal pelat lantai dan atap = 20 cm
Dimensi drop panel = 240 240 15 cm3
Dimensi balok tepi = 30 50 cm2
Dimensi kolom = 85 85 cm2
Tebal shear wall = 30 cm 2. Dari hasil analisa struktur, ternyata pemodelan yang
drencanakan sesuai dengan SNI 03-1726-2002.
9
3. Berikut adalah persentase shear wall dalam menahan beban gempa : Tabel 7.1 Persentase kolom dan dinding geser dalam menahan beban gempa
No Kombinasi
Prosentase Penahan Gempa
FX FY
KOLOM DG KOLOM DG
1 RSPX 38,91% 61,09% 27,17% 72,83%
2 RSPY 27,67% 72,33% 38,30% 61,70%
Berdasarkan tabel diatas, maka persyaratan dari SNI 03-1726-2002 ps. 5.2.3 terpenuhi.
4. Didapatkan tulangan yang dibutuhkan oleh pelat, balok tepi, dan shear wall. Berikut adalah rekapitulasi dari hasil perhitungan tulangan.
Tabel 7.2 Rekapitulasi perhitungan penulangan lentur pelat
Arah Posisi Ukuran Pelat
Penulangan Tulangan 7 m x 7m (P1)
6m x 7m (P2)
7m x 6.5m (P3)
6m x 6.5m (P4)
Arah X
Tumpuan lajur kolom
atas D22-70 D22-80 D22-80 D22-85
bawah D22-140 D22-155 D22-150 D22-160
Lapangan lajur kolom
atas D22-135 D22-145 D22-145 D22-155
bawah D22-70 D22-80 D22-75 D22-85
Tumpuan lajur tengah
atas D22-80 D22-95 D22-85 D22-95
bawah D22-160 D22-175 D22-165 D22-175
Lapangan lajur tengah
atas D22-170 D22-185 D22-180 D22-180
bawah D22-85 D22-95 D22-90 D22-95
Arah Y
Tumpuan lajur kolom
atas D22-75 D22-80 D22-85 D22-80
bawah D22-150 D22-160 D22-160 D22-155
Lapangan lajur kolom
atas D22-200 D22-210 D22-205 D22-210
bawah D22-105 D22-115 D22-115 D22-115
Tumpuan lajur tengah
atas D22-80 D22-95 D22-95 D22-90
bawah D22-160 D22-165 D22-175 D22-170
Lapangan lajur tengah
atas D22-170 D22-185 D22-180 D22-180
bawah D22-85 D22-95 D22-95 D22-95
Tabel 7.3 Rekapitulasi penulangan balok tepi
Balok Posisi Tumpuan Lapangan Geser
B1 atas 5D25 2D25 Plastis 12-120
bawah 3D25 2D25 Non Plastis 12-150
B2 atas 5D25 2D25 Plastis 12-120
bawah 3D25 2D25 Non Plastis 12-150
B3 atas 5D25 2D25 Plastis 12-130
bawah 3D25 2D25 Non Plastis 12-150
B4 atas 6D25 2D25 Plastis 12-150
bawah 5D25 2D25 Non Plastis 12-170
10
Tabel 7.4 Rekapitulasi penulangan kolom
tipe kolom tulangan memanjang tulangan geser
K1 16D25 plastis 212-100
non plastis 212-200
K2 16D25 plastis 212-150
non plastis 212-200
Rekapitulasi penulangan shear wall :
Tulangan horizontal : 2 12-300
Tulangan vertikal : 2D12-250
7.2 Saran
Berdasarkan hasil perancangan yang telah dilakukan, maka disarankan :
1. Perancangan dimensi kolom hendaknya dibagi menjadi beberapa bagian. Hal ini dikarenakan gaya aksial pada kolom akan semakin kecil pada kolom yang lebih tinggi. Sehingga dimensi kolom dapat diperkecil.
2. Diusahakan dalam merencanakan denah bangunan, dibuat sesimetris mungkin dengan tujuan untuk menghindari adanya konsentrasi gaya pada elemen struktur tertentu ketika beban bekerja.
Berikut ini akan ditampilkan flowchart dari beberapa hal yang sudah dikerjakan diatas.
START
Pelajari denah
bangunan
Rencanakan letak
tangga
Sketsa tangga
Menentukan
dimensi pelat
tangga & bordes
Pembebanan
Analisa gaya
dalam pada pelat
& bordes
Perhitungan
penulangan pelat
& bordes
Penggambaran
hasil analisa
Rencanakan letak
lift
Menentukan tipe
dan ukuran lift
yang sesuai
dengan kebutuhan
Analisa lift
yang
dipakai
Sketsa lift
Merencanakan
dimensi balok
penumpu & balok
pemisah sangkar
Pembebanan
Menghitung gaya
dalam
Perhitungan
penulangan balok
pemisah sangkar &
balok penumpu lift
FINISH
Alur Perencanaan
Struktur Sekunder
START
Analisa
Data
Perhitungan
Berat Struktur
Pemodelan gempa
dinamis dengan
program bantu
ETABS V 9.2.0
RUN
Penentuan
eksentrisitas antara
pust massa dan rotasi
(SNI 03-1726-2002
psl 5.4.3)
RUN
Kontrol gaya
geser dasar
(SNI 03-1726-2002
psl 7.1.3)
-Kontrol partisipasi massa
(SNI 03-1726-2002 psl 7.2.1)
-Kontrol waktu getar alami
(SNI 03-1726-2002 psl 7.2.2)
-Kontrol drift
(SNI 03-1726-2002 psl 8.1.2)
-Kinerja batas ultimate
(SNI 03-1726-2002 psl 8.2.1)
-kontrol dual sistem
(SNI 03-1726-2002 psl 5.2.3)
SNI 03-1726-2002
psl 7.2.3
Perubahan
terhadap denah
dan dimensi
struktur primer
Perencanaan penulangan
pelat, balok tepi, kolom,
dan dinding geser
berdasarkan gaya dalam
dari hasil analisa ETABS
Penggambaran
detai hasil
perhitungan
FINISH
YES
NO
YES
NO
Alur Perencanaan Kontrol
Pembebanan Gempa
11
START
Analisa Data
& Denah
Penentuan Jalur Kolom &
Jalur Tengah Pelat
(SNI 03-2847-2002 ps. 15.7)
Menentukan Nilai
Momen Pelat dari
Hasil Analisa
Etabs
Menentukan Data-
data Untuk
Perencanaan
Penulangan Pelat:
b, max, min, m
Mencari Jumlah
Luasan Tulangan
Pada Pelat
(SNI 03-2847-2002
ps. 23.10.6.4&5)
Penulangan Geser
Pelat
(SNI 03-2847-2002
ps. 13.12.6)
Penggambaran
Hasil Perhitungan
FINISH
START
Analisa Data
& Denah
Menentukan nilai momen
pada daerah tumpuan dan
lapangan balok dari hasil
analisa ETABS
Menentukan Data-
data Untuk
Perencanaan
Penulangan Pelat:
b, max, min, m
Mencari Jumlah
Luasan Tulangan
Pada Daerah
Tumpuan dan
Lapangan Balok
Tepi
Penulangan Geser
Tumpuan dan
Lapangan Balok
Tepi
(SNI 03-2847-2002
ps. 13.5)
Penggambaran
Hasil Perhitungan
FINISH
Penulangan Torsi
Balok (SNI 03-
2847-2002 ps.
13.6.2)
Perhitungan Panjang
Penyaluran Tulangan
Tarik dan Tekan
START
Analisa Data
& Denah
Menentukan nilai momen
dan aksial kolom dengan
bantuan ETABS
Merencanakan jumlah
tulangan memanjang
dengan bantuan
PCA-Col (SNI 03-2847-
2002 ps. 23.4.3.1)
Penggambaran
Hasil Perhitungan
FINISH
Perhitungan Tulangan
Geser Sendi Plastis
(SNI 03-2847-2002
ps.23.10.3)
Kontrol Kapasitas Beban
Aksial Kolom Terhadap
Beban Aksial Terfaktor (SNI
03-2847-2002 ps. 12.3.5.2)
Merencanakan
Ulang Jumlah
Tulangan
NO
YES
Strong Column
Weak Beams (SNI
03-2847-2002 ps.
23.4.2)
YES
NO
Perhitungan Tulangan
Geser Luar Sendi
Plastis (SNI 03-2847-
2002 ps.23.10.5.4)
Perhitungan Panjang
Lewatan pada
Sambungan Tulangan
Kolom (SNI 03-2847-
2002 ps. 14.2.3)
Alur Perencanaan
Penulangan KolomAlur Perencanaan
Penulangan Balok Tepi
Alur Perencanaan
Penulangan Pelat